[工学]第八章 数模和模数转换.ppt

第八章 模/数和数/模转换 本章学习要求： 1.了解A/D、D/A的功能及转换原理； 2.掌握常用的技术指标参数； 3.熟练掌握几种常用的A/D、D/A芯片及与系统的连接，并能进行应用编程。 8.1 概述 A/D和D/A转换技术主要用于计算机控制和测量仪表中。 8.2 数/模（D/A）转换器 一、D/A转换原理 D/A转换器的两个指标： (1)分辨率：在D/A转换时，将最低位增1所引起的增 量和最大输入量的比称为分辨率，即 分辨率=1/（2n-1） (2)精度：即转换精度 绝对转换精度：就是指每个输出电压接近理 想值的程度。绝对精度与标准电源精度、权电阻 的精度有关。 可用D/A变换器的输出变化量来表示，如几分之几伏。也有用D/A变换器最低有效位LSB的几分之几来表示，如 LSB。 相对转换精度：是更加常用的描述输出电压接近理想值程度的物理量。一般用绝对转换精度相对于满量程输出的百分数来表示，有时也用最低有效位（LSB）的几分之几表示。 例如：一个D/A转换器的相对精度为1/2LSB，则可能出现的最大相对误差为： 二、D/A转换器件和与系统的连接 1.分类 根据能否直接与系统相连这一点，目前市场上的 D/A转换芯片可以分为两类： ?一类其芯片内部没有数据输入寄存器，如AD7520、 AD7521、DAC0808等。这类芯片内部结构简单，价格低， 但这些芯片不能直接和总线相连。 ?另一类芯片内部有数据输入寄存器，例如DAC0832、DAC7524等，这些芯片使用时可以直接和系统总线相连。 2.不带数据输入寄存器的D/A芯片与系统的连接 ※3.带有数据输入寄存器的D/A芯片与系统的连接 内部带有数据输入寄存器的D/A芯片，使用时 可以将D/A芯片直接和数据总线相连。 以DAC0832为例来具体介绍这类转换芯片的工 作原理和使用方法。 （1）DAC0832内部功能结构 DAC0832的功能示意图见下图所示 (4) D/A转换编程 假设DAC0832与系统的连接图如前所示： 设要转换的数据放在1000H单元，实现一次D/A转换，其程序如下： MOV BX，1000H MOV AL，[BX] MOV DX，PORTA ;PORTA为D/A转换器端口号 OUT DX,AL ;往D/A转换器输出数据 （5）DAC0832应用 试用8255和DAC0832设计一个锯齿波发生器； 要求：? 画出硬件连线示意图 ? 编写程序（含8255初始化程序） 解：硬件连接线路图示意图见后所示 此题没有要求接口地址，可假设8255的4个端口 地址分别为：PORTA、PORTB、PORTC、PORTCT； 程序段如下： INIT55： MOV DX，PORTCT MOV AL，80H OUT DX，AL JCB： MOV DX，PORTA MOV AL，0FFH ROTATE：INC AL OUT DX，AL JMP ROTATE RET 8.3 模/数（A/D）转换器 一、A/D转换涉及的参数 1.转换精度： 反映了A/D转换器的实际输出接近理想输出的精确程度。A/D转换的精度通常是用数字量的最低有效位（LSB）来表示的。设数字量的最低有效位对应于模拟量?,则称?为数字量的最低有效位的当量。 2.转换率： 是用完成一次D/A转换所需要的时间的倒数来 表示，所以转换率表明了D/A转换的速度。 3.分辨率： 表明了能够分辨最小的量化信号的能力。通 常用位数来表示A/D转换器的分辨率。 对于一个能实现N位转换的A/D转换器来说， 它能分辨的最小量化信号的能力为2N位. 二、A/D转换的方法 1.计数式 2.双积分式 3.逐次逼近式 4.用软件和D/A转换器来实现A/D转换 *三、A/D转换器与系统的连接 目前A/D转换芯片型号很多，既有通用而廉价AD570、 AD7574、ADC0801(0802、0803、0804、0809)、也有高精 度高速度的AD5774、AD578、ADC1130、ADC1131，还有高 分辨率的ADC1210（12位）ADC1140（16位）等。